(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）を組み立てる方法であって、当該方法が、
ガスタービンエンジンの軸方向に整列した該ガスタービンエンジンの回転メインシャフト（２４）の周りに、複数のロータブレード（３４）を備えるロータ組立体（３３）を結合する段階と、
隣接するシュラウドセグメント間に軸方向（８５）にシュラウド間ギャップ（６２）が形成されるように、前記ロータ組立体の周りに円周方向に結合された複数のシュラウドセグメント（６０）を含むシュラウド組立体（５０）をガスタービンエンジンに結合する段階であって、前記シュラウド間ギャップ（６２）が、前記シュラウドセグメント（６０）の半径方向内縁（８６）から該シュラウドセグメント（６０）の端面（８０）に形成されたシールスロット（１０２）まで半径方向に延びており、該シールスロット（１０２）がシュラウドセグメント（６０）の前縁（８２）の下流からシュラウドセグメント（６０）の後縁（８４）に向かって延びている、段階と、
冷却用流体が各シュラウドセグメント（６０）を通して対応するシュラウド間ギャップ（６２）内に流れてシュラウド間ギャップを通る能動パージ流が形成されるように、各シュラウドセグメント（６０）に冷却用流体供給源（１０６）を結合する段階と
を含んでおり、前記シュラウド組立体（５０）をガスタービンエンジンに結合する段階が、
各シュラウドセグメント（６０）の第１の端面（８０）に、第１の端面（８０）にほぼ平行で該第１の端面（８０）からオフセットしている第１の段部表面（９２）を有する第１の端面段部（９０）であって前記シュラウド間ギャップ（６２）を少なくとも部分的に形成する第１の端面段部（９０）を形成する段階
をさらに含んでおり、前記第１の端面段部（９０）を形成する段階が、
前記第１の端面段部（９０）を、前記第１の端面（８０）に、前記少なくとも１つの第１の冷却孔（１００）の開口部（９８）を囲む凹部（９６）であって軸方向（８５）に部分的に第１の端面（８０）に沿って延びる凹部（９６）として形成する段階
を含んでいる、方法。
【請求項２】
前記各シュラウドセグメント（６０）に冷却用流体供給源（１０６）を結合する段階が、
各シュラウドセグメント（６０）の半径方向外側表面（５８）と第１の端面（８０）の第１の段部表面（９２）との間に延びる少なくとも１つの冷却孔（１００）を形成して、該少なくとも１つの冷却孔（１００）によって冷却用流体供給源（１０６）を前記シュラウド間ギャップ（６２）と流体連通させる段階
をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
シュラウドセグメント（６０）であって、当該シュラウドセグメント（６０）が、
軸方向（８５）には該シュラウドセグメントの前縁（８２）と該シュラウドセグメントの対向する後縁（８４）との間に形成され、前記軸方向にほぼ垂直な半径方向（８９）には該シュラウドセグメントの半径方向内縁（８６）と該シュラウドセグメントの対向する半径方向外縁（８８）との間に形成されている第１の端面（８０）と、
前記第１の端面（８０）に形成されたシールスロット（１０２）であって、シュラウドセグメント（６０）の前縁（８２）の下流からシュラウドセグメント（６０）の後縁（８４）に向かって延びているシールスロット（１０２）と、
前記軸方向に前記第１の端面（８０）の少なくとも一部分（９４）に沿って形成され、第１の端面（８０）の少なくとも一部分に沿って半径方向内縁（８６）から半径方向外側に向かって前記シールスロット（１０２）まで半径方向に延びる第１の端面段部（９０）であって、その少なくとも一部分が前記第１の端面にほぼ平行で該第１の端面（８０）からオフセットしている第１の段部表面（９２）を有する第１の端面段部（９０）と、
該シュラウドセグメントの半径方向外側表面（５８）と前記第１の段部表面（９２）との間で延びる少なくとも１つの第１の冷却孔（１００）であって、第１の段部表面（９２）に位置する開口部（９８）を形成している少なくとも１つの第１の冷却孔（１００）と
を含んでおり、前記第１の段部表面（９２）が、前記第１の端面（８０）上に形成された凹部（９６）であって前記少なくとも１つの第１の冷却孔（１００）によって形成された開口部（９８）を囲む凹部（９６）として形成され、該凹部（９６）が、前記軸方向（８５）に部分的に前記第１の端面（８０）に沿って延びる、シュラウドセグメント。
【請求項４】
前記第１の端面（８０）と対向する第２の端面（１１０）であって、前記軸方向（８５）には前記前縁（８２）と前記後縁（８４）との間に形成され、前記半径方向（８９）には前記半径方向内縁（８６）と前記半径方向外縁（８８）との間に形成された第２の端面（１１０）と、
前記軸方向に前記第２の端面（１１０）の少なくとも一部分に沿って形成され、該第２の端面の少なくとも一部分に沿って前記半径方向内縁から半径方向外側に延びる第２の端面段部（１１２）であって、その少なくとも一部分が前記第２の端面（１１０）にほぼ平行で該第２の端面（１１０）からオフセットしている第２の段部表面（１１３）を有する第２の端面段部（１１２）と
をさらに含む、請求項３記載のシュラウドセグメント（６０）。
【請求項５】
前記半径方向外側表面（５８）と前記第２の段部表面（１１３）との間で延びる少なくとも１つの第２の冷却孔（１１４）をさらに含み、前記少なくとも１つの第２の冷却孔が、前記第２の段部表面（１１３）に位置する開口部（１１６）を形成する、請求項４記載のシュラウドセグメント（６０）。
【請求項６】
前記第１の端面段部（９０）が、該シュラウドセグメントと隣接するシュラウドセグメントとの間に形成されたシュラウド間ギャップ（６２）の少なくとも一部分を形成する、請求項３乃至請求項５のいずれか１項記載のシュラウドセグメント（６０）。
【請求項７】
ガスタービンエンジン（１０）のロータ組立体（３３）の周りに円周方向に配置されたシュラウド組立体（５０）であって、
第１のシュラウドセグメント（６０）を含み、前記第１のシュラウドセグメントが、
軸方向（８５）には該第１のシュラウドセグメントの前縁（８２）と該第１のシュラウドセグメントの対向する後縁（８４）との間に形成され、前記軸方向にほぼ垂直な半径方向（８９）には該第１のシュラウドセグメントの半径方向内縁（８６）と該第１のシュラウドセグメントの対向する半径方向外縁（８８）との間に形成されている第１の端面（８０）と、
前記第１の端面（８０）に形成されたシールスロット（１０２）であって、シュラウドセグメント（６０）の前縁（８２）の下流からシュラウドセグメント（６０）の後縁（８４）に向かって延びているシールスロット（１０２）と、
前記軸方向に前記第１の端面（８０）の少なくとも一部分（９４）に沿って形成され、第１の端面（８０）の少なくとも一部分に沿って前記半径方向内縁（８６）から半径方向外側に向かって前記シールスロット（１０２）まで半径方向に延びる第１の端面段部（９０）であって、その少なくとも一部分が前記第１の端面（８０）にほぼ平行で該第１の端面（８０）からオフセットしている第１の段部表面（９２）を有する第１の端面段部（９０）と、
該第１のシュラウドセグメントの半径方向外側表面（５８）と前記第１の段部表面との間で延びる少なくとも１つの第１の冷却孔（１００）であって、該第１の段部表面（９２）に位置する開口部（９８）を形成している少なくとも１つの第１の冷却孔（１００）と、
該第１のシュラウドセグメントの第１の端面に結合された第２の端面（１１０）を有する第２のシュラウドセグメントと、
前記第１のシュラウドセグメントと前記第２のシュラウドセグメントとの間で前記第１の端面段部によって少なくとも部分的に形成されたシュラウド間ギャップ（６２）と
を含んでおり、前記第１の段部表面（９２）が、前記第１の端面（８０）上に形成された凹部（９６）であって前記少なくとも１つの第１の冷却孔（１００）によって形成された開口部（９８）を囲む凹部（９６）として形成され、該凹部（９６）が、前記軸方向（８５）に部分的に前記第１の端面（８０）に沿って延びており、前記少なくとも１つの第１の冷却孔が、冷却用流体供給源と前記シュラウド間ギャップとの間の流体連通を可能にする、シュラウド組立体（５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジン用のタービンシュラウド組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの従来型のタービンシュラウド組立体では、シュラウドセグメントを横断して又はシュラウドセグメント間で冷却用流体流を利用してシュラウドセグメントの冷却を可能にする。ガスタービンエンジンの作動中、シュラウドセグメントは、エンジン作動に伴う高温に曝されるため、円周方向に熱膨張する。この熱膨張は、隣接するシュラウドセグメント間の間隔の減少を引き起こす。隣接するシュラウドセグメント間の間隔が減少するにつれて、冷却用流体の量もまた減少する。冷却用流体流量の減少により、シュラウドセグメント面の冷却が妨げられ或いは制限され、最終的には、特にシュラウドセグメントの円周方向端面においてシュラウドセグメントの破損が生じる。さらに、このようなシュラウドセグメントの破損は、シュラウドセラミック皮膜の剥離を引き起こすおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記従来技術の課題を解決することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様では、本発明は、ガスタービンエンジンを組み立てる方法を提供する。本方法は、ガスタービンエンジンの軸方向において整列した該ガスタービンエンジンの回転メインシャフトの周りに複数のロータブレードを備えたロータ組立体を結合する段階を含む。シュラウド組立体は、ガスタービンエンジンに結合される。シュラウド組立体は、軸方向において隣接するシュラウドセグメント間にシュラウド間ギャップが形成されるように、ロータ組立体の周りに円周方向に結合された複数のシュラウドセグメントを含む。冷却用流体供給源が、各シュラウドセグメントに対結合され、それによって冷却用流体が、各シュラウドセグメントを通して対応するシュラウド間ギャップ内に流れてシュラウド間ギャップを通る能動パージ流を可能にする。
【０００５】
別の態様では、シュラウドセグメントを提供する。本シュラウドセグメントは、軸方向において該シュラウドセグメントの前縁と該シュラウドセグメントの対向する後縁との間に形成された第１の端面を含む。第１の端面はさらに、軸方向に対してほぼ垂直な半径方向においてシュラウドセグメントの半径方向内縁と該シュラウドセグメントの対向する半径方向外縁との間に形成される。第１の端面段部が、軸方向において第１の端面の少なくとも一部分に沿って形成されかつ半径方向において第１の端面の少なくとも一部分に沿って半径方向内縁から半径方向外側に延びる。第１の端面段部の少なくとも一部分は、第１の端面にほぼ平行でありかつ該第１の端面に対してオフセットした第１の段部表面を有する。少なくとも１つの第１の冷却孔が、シュラウドセグメントの半径方向外側表面と第１の段部表面との間で延びる。少なくとも１つの第１の冷却孔は、第１の段部表面内に位置する開口部を形成する。
【０００６】
さらに別の態様では、本発明は、ガスタービンエンジンのロータ組立体の周りに円周方向に配置されたシュラウド組立体を提供する。本シュラウド組立体は、第１のシュラウドセグメントを含む。第１のシュラウドセグメントは、軸方向において該第１のシュラウドセグメントの前縁と該第１のシュラウドセグメントの対向する後縁との間にかつ軸方向に対してほぼ垂直な半径方向において該第１のシュラウドセグメントの半径方向内縁と該第１のシュラウドセグメントの対向する半径方向外縁との間に形成された第１の端面を含む。第１の端面段部が、軸方向において第１の端面の少なくとも一部分に沿って形成されかつ半径方向において第１の端面の少なくとも一部分に沿って半径方向内縁から半径方向外側に延びる。第１の端面段部の少なくとも一部分は、第１の端面にほぼ平行でありかつ該第１の端面に対してオフセットした第１の段部表面を有する。少なくとも１つの第１の冷却孔が、第１のシュラウドセグメントの半径方向外側表面と第１の段部表面との間で延びる。少なくとも１つの第１の冷却孔は、第１の段部表面内に配置される。第２のシュラウドセグメントが、第１のシュラウドセグメントの第１の端面に結合された第１の端面を有する。シュラウド間ギャップが、第１のシュラウドセグメントと第２のシュラウドセグメントとの間で第１の端面段部によって少なくとも部分的に形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、高圧ガスタービンエンジン内でロータ組立体の周りに円周方向に結合された複数のシュラウドセグメントを含むタービンシュラウド組立体を提供する。本タービンシュラウド組立体は、ガスタービンエンジン作動中に、隣接するシュラウドセグメントを貫通する及び／又は隣接するシュラウドセグメント間における能動パージ流を可能にして、シュラウド端面の破損を防止又は制限する。タービンシュラウド組立体は、適切なセラミック皮膜のような皮膜がある状態又は皮膜がない状態のシュラウドセグメントを含むことができる。シュラウドセグメントをセラミック材料で被覆した場合、本発明のタービンシュラウド組立体は、従来型のセラミック被覆シュラウドセグメントに付随するセラミック剥離を防止又は制限する。加えて、隣接するシュラウドセグメントを貫通する及び／又は隣接するシュラウドセグメント間における能動パージ流を形成することによって、隣接するシュラウドセグメント間の軽度の接触が許容でき、このことにより、シュラウド漏洩流を防止又は低減することができる。
【０００８】
本発明は、ガスタービンエンジンに関連したその適用及びガスタービンエンジンの作動を参照して以下に説明する。しかしながら、本発明のシュラウド組立体が、それに限定されないが、被覆した又は被覆していないシュラウドセグメントを有する、ボイラ、加熱器又は他のタービンエンジンを含むあらゆる燃焼装置に同様に適用可能であることは、当業者及び本明細書に示した教示によって導かれる人々には明らかであろう。
【０００９】
図１は、ファン組立体１２、高圧圧縮機１４及び燃焼器１６を含むガスタービンエンジン１０の概略図である。ガスタービンエンジン１０はまた、高圧タービン１８及び低圧タービン２０を含む。１つの実施形態では、ガスタービンエンジン１０は、オハイオ州シンシナティ所在のＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＦ４１４型エンジンである。
【００１０】
作動中、空気はファン組立体１２を通って流れ、加圧された空気が、ファン組立体１２から高圧圧縮機１４に供給される。高度に加圧された空気は、燃焼器１６に送出される。燃焼流出ガスは、燃焼器１６からタービンノズル組立体２２に送出される。燃焼器１６からの空気流は、回転メインタービンシャフト２４に連結された高圧タービン１８及び低圧タービン２０を駆動し、排気システム２６を通してガスタービンエンジン１０から流出する。
【００１１】
１つの実施形態では、燃焼ガスは、タービンノズルセグメント３２を通って図１に示した高圧タービン１８及び／又は低圧タービン２０に流れる。より具体的には、燃焼ガスは、タービンノズルセグメント３２を通ってタービンロータブレード３４に流れ、タービンロータブレード３４は、高圧タービン１８及び／又は低圧タービン２０を駆動する。１つの実施形態では、複数のロータブレード３４は、ガスタービンエンジン１０の高圧圧縮機段を形成する。各ロータブレード３４は、ロータディスク（図示せず）に取り付けられる。それに代えて、ロータブレード３４は、複数のロータブレード３４がブリスク（図示せず）を形成するようにディスク（図示せず）から半径方向外向きに延びることができる。
【００１２】
図２は、ガスタービンエンジン１０のタービンノズル組立体２２の部分断面図である。１つの実施形態では、複数のタービンノズルセグメント３２は、円周方向に互いに結合されてタービンノズル組立体２２を形成する。ノズルセグメント３２は、アーチ状の半径方向外側バンド又はプラットホーム３８と対向するアーチ状の半径方向内側バンド又はプラットホーム（図示せず）とによって結合された複数の円周方向に間隔をおいて配置された翼形ベーン３６を含む。より具体的には、この実施形態では、外側バンド３８及び対向する内側バンドは、翼形ベーン３６と一体形に形成され、各ノズルセグメント３２は、２つの翼形ベーン３６を含む。このような実施形態では、ノズルセグメント３２は、一般的にダブレットとして知られている。別の実施形態では、ノズルセグメント３２は、単一の翼形ベーン３６を含み、一般的にシングレットとして知られている。さらに別の実施形態では、ノズルセグメント３２は、２つよりも多い翼形ベーン３６を含む。
【００１３】
図２に示すように、外側バンド３８は、前面又は上流面４０、後面又は下流面４２、及びそれらの間で延びる半径方向内側表面４４を含む。内側表面４４は、タービンノズル組立体２２を通って流れる燃焼ガスのための流路を形成する。１つの実施形態では、燃焼ガスは、ノズルセグメント３２を通って高圧タービン１８及び／又は低圧タービン２０に流れる。より具体的には、燃焼ガスは、タービンノズルセグメント３２を通ってタービンロータブレード３４に流れ、タービンロータブレード３４は、高圧タービン１８及び／又は低圧タービン２０を駆動する。
【００１４】
タービンシュラウド組立体５０は、複数のロータブレード３４を含むロータ組立体３３の周りに円周方向に延びる。タービンシュラウド組立体５０は、前面又は上流面５２、後面又は下流面５４、及びそれらの間で延びる半径方向内側表面５６を含む。半径方向外側表面５８は、半径方向内側表面５６とほぼ対向する。内側表面５６は、高圧タービン１８及び／又は低圧タービン２０を通って流れる燃焼ガスのための流路を形成する。１つの実施形態では、複数の類似又は同一のタービンシュラウドセグメント６０が、円周方向に互いに結合されてタービンシュラウドセグメント５０を形成する。この実施形態では、シュラウド間ギャップ６２が、隣接するシュラウドセグメント６０間で軸方向に形成されて、ガスタービンエンジン作動中に、隣接するシュラウドセグメント６０及び／又はタービンシュラウド組立体５０の円周方向の熱膨張を可能にする。さらに、１つの実施形態では、タービンシュラウド前面５２とタービンノズル後面４２との間に、ギャップ７０が形成される。ギャップ７０は、タービンシュラウド組立体５０及び／又はタービンノズル組立体２２の軸方向における熱膨張を可能にする。
【００１５】
図３及び図４は、シュラウドセグメント６０のそれぞれ部分前面図及び側面図を示す。シュラウドセグメント６０は、第１の端面８０及び対向する第２の端面を含む。１つの実施形態では、第２の端面は、以下で説明するように第１の端面８０に類似しているか又は第１の端面８０と同一である。さらに図４を参照すると、第１の端面８０は、図４の方向線８５で示すような軸方向において、タービンシュラウド組立体５０の前面５２を少なくとも部分的に形成するシュラウドセグメント６０の前縁８２とタービンシュラウド組立体５０の後面５４を少なくとも部分的に形成するシュラウドセグメント６０の対向する後縁８４との間に形成される。第１の端面８０はさらに、図４の方向線８９で示すような半径方向において、タービンシュラウド組立体５０の内側表面５６を少なくとも部分的に形成するシュラウドセグメント６０の半径方向内縁８６とタービンシュラウド組立体５０の半径方向外側表面５８を少なくとも部分的に形成するシュラウドセグメント６０の対向する半径方向外縁８８との間に形成される。半径方向は、軸方向に対してほぼ垂直である。
【００１６】
図３及び図４を参照すると、第１の端面段部９０が、第１の端面８０の少なくとも一部分に沿って形成される。１つの実施形態では、第１の端面段部９０の少なくとも一部分は、第１の端面８０にほぼ平行でありかつ該第１の端面８０に対してオフセットした第１の段部表面９２を有する。第１の端面段部９０及び／又は第１の段部表面９２は、半径方向において第１の端面８０の少なくとも一部分に沿って半径方向内縁８６から半径方向外側に延びる。１つの実施形態では、第１の端面段部９０は、前縁８２と後縁８４との間で第１の端面８０に沿って軸方向に延びる。特定の実施形態では、第１の段部表面９２は、図３に示すように、第１の端面段部９０を部分的に形成する第１の段部表面９２が、第１の端面８０の半径方向外側部分９４に対して円周方向にオフセットするように、ほぼ第１の端面８０に沿って、すなわち前縁８２から後縁８４まで延びる。別の実施形態では、第１の端面段部９０は、図４に示すように、第１の端面８０内にノッチ又は凹部９６を定める又は形成する。この実施形態では、凹部９６は、軸方向において第１の端面８０の一部分のみに沿って延びる。第１の段部表面９２は、以下で説明するようにシュラウドセグメント６０を貫通して形成された少なくとも１つの第１の冷却孔１００によって形成された開口部９８を囲み、開口部９０の半径方向外側で終わる。第１の冷却孔１００は、シュラウドセグメント６０を通して冷却用流体を導くように構成される。特定の実施形態では、少なくとも１つの冷却孔１００が、前縁８２に近接して配置される。
【００１７】
図３及び図４に示すように、シュラウドセグメント６０は、隣接するシュラウドセグメント６０を互いに結合するための少なくとも１つのシールスロット１０２を形成し又は含む。１つの実施形態では、シュラウドセグメント６０は、内側又は第１のシールスロット１０２及び外側又は第２のシールスロット１０４を含む。第１の端面段部９０は、該第１の端面段部９０の少なくとも一部分が半径方向内縁８６と内側シールスロット１０２との間に延びるように半径方向内縁８６から半径方向外側に延びる。図３を参照すると、特定の実施形態では、第１の端面段部９０は、ほぼ半径方向内縁８６と内側シールスロット１０２との間で第１の端面８０の軸方向長さに沿って延びる。別の実施形態では、第１の端面段部９０は、図４に示すように、該第１の端面段部９０の一部分のみがほぼ半径方向内縁８６と内側シールスロット１０２との間で延びた状態で第１の端面８０の軸方向長さの一部分のみに沿って延びる。
【００１８】
複数のタービンシュラウドセグメント６０が円周方向に結合されてタービンシュラウド組立体５０を形成している場合には、第１の端面段部９０は、隣接するシュラウドセグメント６０間に形成されたシュラウド間ギャップ６２の少なくとも一部分を形成する。１つの実施形態では、第１の端面段部９０は、隣接する結合したシュラウドセグメント６０間にシュラウド間ギャップ６２を形成する。別の実施形態では、第１の端面段部９０は、シュラウド間ギャップ６２の一部分を形成し、隣接する結合したシュラウドセグメント６０内に形成された協働する端面段部は、シュラウド間ギャップ６２の残りの部分を形成する。隣接するシュラウドセグメント６０間に形成されたシュラウド間ギャップ６２は、作動状態時に能動パージ流を形成して、シュラウド端面の破損を防止又は制限する。さらに、シュラウド間ギャップ６２は、作動中の熱的条件により隣接するシュラウドセグメント６０に対してシュラウドセグメント６０が膨張するのを可能にすることができる。
【００１９】
図３及び図４に示すように、少なくとも１つの冷却孔１００が、空気プレナム１０６のような適切な冷却用流体供給源とシュラウド間ギャップ６２との間の流体連通を可能にし、シュラウドセグメント６０を通して冷却用流体を対応するシュラウド間ギャップ６２内に流して、ロータブレード３４の周りに円周方向に配置されたシュラウド間ギャップ６２を通る能動パージ流を可能にする。１つの実施形態では、空気プレナム１０６は、高圧圧縮機１４と流体連通状態になっており、冷却用流体をタービンシュラウド組立体５０及び／又は各シュラウドセグメント６０に供給する。別の実施形態では、何れかの適切な冷却用流体の供給源をタービンシュラウド組立体５０と流体連通状態にして、各シュラウドセグメント６０に冷却用流体を供給する。
【００２０】
１つの実施形態では、冷却孔１００は、シュラウドセグメント６０の半径方向外側表面５８と第１の段部表面９２との間で延びる。図３及び図４に示すように、冷却孔１００は、第１の段部表面９２内に位置する開口部９８を形成する。この実施形態では、冷却孔１００は、空気プレナム１０６のような適切な冷却用流体供給源とシュラウド間ギャップ６２との間の流体連通を可能にして、ロータブレード３４の周りに円周方向に配置されたシュラウド間ギャップ６２を通る能動パージ流を形成する。
【００２１】
１つの実施形態では、シュラウドセグメント６０は、第１の端面８０に対向する第２の端面１１０を含む。この実施形態では、第２の端面１１０は、第１の端面８０に類似しているか又は第１の端面８０と同一である。第２の端面１１０は、軸方向において前縁８２と後縁８４との間にかつ半径方向において半径方向内縁８６と半径方向外縁８８との間に形成される。第２の端面段部１１２は、軸方向において第２の端面１１０の少なくとも一部分に沿って形成されかつ第２の端面１１０の少なくとも一部分に沿って半径方向内縁８６から半径方向外側に延びる。第２の端面段部１１２の少なくとも一部分は、第２の端面１１０にほぼ平行でありかつ該第２の端面１１０に対してオフセットした第２の段部表面１１３を有する。第２の端面段部１１２は、シュラウド間ギャップ６２を少なくとも部分的に形成する。
【００２２】
少なくとも１つの冷却孔１１４が、半径方向外側表面５８と第２の段部表面１１３との間で延びる。第２の冷却孔１１４は、第２の段部表面１１３内に位置する開口部１１６を形成し、シュラウドセグメント６０を通して冷却用流体を導くように構成される。特定の実施形態では、少なくとも１つの第２の冷却孔１１４が、前縁８２に近接して配置される。第２の冷却孔１１４は、空気プレナム１０６のような適切な冷却用流体供給源とシュラウド間ギャップ６２との間の流体連通を可能にして、ロータブレード３４の周りに円周方向に配置されたシュラウド間ギャップ６２を通る能動パージ流を可能にする。
【００２３】
１つの実施形態では、ガスタービンエンジン１０を組み立てる方法を提供する。本方法は、ガスタービンエンジン１０の回転メインシャフト２４の周りにロータ組立体３３を結合する段階を含む。メインシャフト２４は、図１に示すように、ガスタービンエンジン１０の長手方向軸線２５と軸方向に整列させる。この実施形態では、ロータ組立体３３は、メインシャフト２４に結合されかつガスタービンエンジン１０の作動中に該メインシャフト２４と共に回転可能な複数のロータブレード３４を含む。
【００２４】
シュラウド組立体５０は、ガスタービンエンジン１０に結合される。シュラウド組立体５０は、隣接するシュラウドセグメント６０間にシュラウド間ギャップ６２が軸方向に形成されるように結合されかつロータ組立体３３の周りに円周方向に配置された複数のシュラウドセグメント６０を含む。１つの実施形態では、第１の端面段部９０は、該第１の端面段部９０がシュラウド間ギャップ６２を少なくとも部分的に形成するようにシュラウドセグメント６０の第１の端面８０内に形成される。少なくとも１つの冷却孔１００が、シュラウドセグメント６０の半径方向外側表面５８と第１の段部表面９２との間で延びるように該シュラウドセグメント６０を貫通して形成される。冷却孔１００は、図３及び図４に示すように、第１の段部表面９２内に位置する開口部９８を形成する。
【００２５】
ガスタービンエンジン１０の作動中に冷却用流体が各シュラウドセグメント６０を通って対応するシュラウド間ギャップ６２内に流れてシュラウド間ギャップ６２を通る能動パージ流を可能にするように、冷却用流体の供給源が各シュラウドセグメント６０に連結される。１つの実施形態では、少なくとも１つの冷却孔１００が、各シュラウドセグメント６０の半径方向外側表面５８と、シュラウドセグメント６０の第１の端面８０に対してオフセットするようにほぼ平行である第１の段部表面９２との間に形成される。冷却孔１００は、冷却用流体供給源とシュラウド間ギャップ６２との間の流体連通を可能にする。
【００２６】
１つの実施形態では、シュラウドセグメント６０は、第１の端面８０と対向する第２の端面１１０を含む。第２の端面１１０は、第１の端面に類似しているか又は第１の端面と同一であり、軸方向に前縁８２と後縁８４との間にかつ半径方向に半径方向内縁８６と半径方向外縁８８との間に形成される。第２の端面段部１１２は、第２の端面１１０の少なくとも一部分に沿って軸方向に形成され、第２の端面１１０の少なくとも一部分に沿って半径方向内縁８６から半径方向外側に延びる。第２の端面段部１１２は、シュラウド間ギャップ６２を少なくとも部分的に形成する。少なくとも１つの第２の冷却孔１１４が、半径方向外側表面５８と第２の段部表面１１３との間で延びる。第２の冷却孔１１４は、第２の段部表面１１３内に位置する開口部１１６を形成し、シュラウドセグメント６０を通して冷却用流体を導くように構成される。特定の実施形態では、少なくとも１つの第２の冷却孔１１４が、前縁８２に近接して配置される。第２の冷却孔１１４は、冷却用流体供給源とシュラウド間ギャップ６２との間の流体連通を可能にして、ロータブレード３４の周りに円周方向に配置されたシュラウド間ギャップ６２を通る能動パージ流を可能にする。
【００２７】
上記のタービンシュラウド組立体及びガスタービンエンジンを組み立てる方法は、タービンシュラウド組立体を形成する隣接するシュラウドセグメント間の能動パージ流を可能にして、シュラウドセグメント端面の破損を防止する。より具体的には、端面段部がシュラウドセグメント端面内に形成され、また冷却孔がシュラウドセグメントを貫通して形成されて、冷却用流体供給源と端面段部によって少なくとも部分的に形成されたシュラウド間ギャップとの間の流体連通を可能にする。その結果、本タービンシュラウド組立体は、作動状態時に能動パージ流を形成する。
【００２８】
以上、タービンシュラウド組立体及びガスタービンエンジンを組み立てる方法の例示的な実施形態を詳細に説明している。本タービンシュラウド組立体及びガスタービンエンジンを組み立てる方法は、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ本組立体の構成要素及び／又は本方法の段階は、本明細書に記載した他の構成要素及び／又は段階から独立してかつ別個に利用することができる。さらに、記載した組立体の構成要素及び／又は方法の段階はまた、他の組立体及び／又は方法内で形成し或いは他の組立体及び／又は方法と組み合わせて使用することができ、本明細書に記載したような組立体及び／又は方法のみでの実施に限定されるものではない。
【００２９】
本発明を様々な特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施することができることは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の１つの実施形態によるガスタービンエンジンの概略側面図。
【図２】本発明の１つの実施形態によるガスタービンエンジンの部分断面図。
【図３】本発明の１つの実施形態によるシュラウドセグメントの前面図。
【図４】本発明の１つの実施形態によるシュラウドセグメントの側面図。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ガスタービンエンジン
１２  ファン組立体
１４  高圧圧縮機
１６  燃焼器  
１８  高圧タービン
２０  低圧タービン
２２  タービンノズル組立体
２４  メインタービンシャフト
２５  長手方向軸線
２６  排気システム
３２  タービンノズルセグメント
３３  ロータ組立体
３４  タービンロータブレード
３６  翼形ベーン
３８  外側バンド又はプラットホーム
４０  タービン前面又は上流面
４２  タービン後面又は下流面
４４  半径方向内側表面
５０  タービンシュラウド組立体
５２  タービンシュラウド前面又は上流面
５４  タービンシュラウド後面又は下流面
５６  半径方向内側表面
５８  半径方向外側表面
６０  シュラウドセグメント
６２  シュラウド間ギャップ
７０  ギャップ
８０  第１の端面
８２  前縁
８４  後縁
８５  方向線
８６  半径方向内縁
８８  半径方向外縁
８９  方向線
９０  第１の端面段部
９２  第１の段部表面
９４  半径方向外側部分
９６  ノッチ又は凹部
９８  開口部
１００  第１の冷却孔
１０２  第１のシールスロット
１０２  内側シールスロット
１０４  第２のシールスロット
１０６  空気プレナム
１１０  第２の端面
１１２  第２の端面段部
１１３  第２の段部表面
１１４  第２の冷却孔
１１６  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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